EP3097876B1 - Nozzle element for projecting a water jet - Google Patents

Nozzle element for projecting a water jet Download PDF

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EP3097876B1
EP3097876B1 EP15169900.6A EP15169900A EP3097876B1 EP 3097876 B1 EP3097876 B1 EP 3097876B1 EP 15169900 A EP15169900 A EP 15169900A EP 3097876 B1 EP3097876 B1 EP 3097876B1
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EP
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nozzle
plate
opening
jet
handpiece
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EP15169900.6A
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Beat Moser
Adrian Zweifel
Beat Widmer
Matthias Widmer
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Medaxis AG
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Medaxis AG
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    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
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    • B08B2203/00Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B2203/02Details of machines or methods for cleaning by the force of jets or sprays

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Düsenelement zum Aufstrahlen eines Wasserstrahls mit einem Wasserdruck von zwischen 50 und 200 bar.The present invention relates to a nozzle element for jetting a water jet with a water pressure of between 50 and 200 bar.
  • Seit langem sind Hochdruckreinigungsgeräte für das Aufstrahlen von Wasser auf eine zu behandelnde Oberfläche bekannt. Solche Verfahren werden üblicherweise in der Industrie und im Haushalt mit Hochdruckreinigungsgeräten durchgeführt, die einen mit einem Betätigungsknopf versehenen Handgriff aufweisen, mit dem der Hochdruckstrahl an- und ausgeschaltet werden kann. Der Hochdruckstrahl wird möglichst flächig auf die zu behandelnde Oberfläche aufgebracht. Dabei besteht ein Zielkonflikt zwischen einem fokussierten harten Strahl und einer angemessenen Größe des Strahles, um beim einmaligen Überstreichen der zu behandelnden Oberfläche den gewünschten Erfolg zu erzielen. Ein medizinisches Instrument entsprechend dem Obergriff des Anspruchs 1 ist aus der EP 2251142 A1 bekannt.High-pressure cleaning devices for jetting water onto a surface to be treated have been known for a long time. Such methods are usually carried out in industry and in the household with high-pressure cleaning devices which have a handle provided with an actuating button with which the high-pressure jet can be switched on and off. The high pressure jet is applied as flat as possible to the surface to be treated. There is a trade-off between a focused hard beam and an appropriate size of the beam in order to achieve the desired success when sweeping the surface to be treated once. A medical instrument according to the preamble of claim 1 is from EP 2251142 A1 known.
  • Diese dem Anmeldungsgegenstand zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Ansprüche 1 und 11 angegebenen Merkmale gelöst, weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.This object on which the subject of the application is based is achieved by the features specified in claims 1 and 11; further embodiments are specified in the subclaims.
  • Die vorliegende Erfindung will ein neues Düsenelement zum Aufstrahlen eines Wasserstrahls zur Behandlung einer Oberfläche angehen. Dabei lässt sich die vorliegende Erfindung von der Vorstellung leiten, dass auch sensible Oberflächen mittels Wasserstrahl behandelt werden müssen, beispielsweise um organische Oberflächen zu behandeln, Gewebe zu reinigen und darauf vorgesehene Verkrustung zu lösen und abzutragen. Dies kann aus kosmetischen oder medizinischen Gründen zum Einsatz kommen. Das Düsenelement soll insbesondere beim Debridement zum Einsatz kommen.The present invention seeks to address a new nozzle element for jetting a water jet for treating a surface. The present invention can be derived from the idea that sensitive surfaces must also be treated with a water jet, for example in order to treat organic surfaces, to clean tissue and to loosen and remove encrustations provided thereon. This can be used for cosmetic or medical reasons. The nozzle element is intended to be used in particular for debridement.
  • Des Weiteren will die vorliegende Erfindung eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung angeben.Furthermore, the present invention aims to specify a device suitable for carrying out the method.
  • Zur Lösung des verfahrensmäßigen Problems wird Beispielsverfahren zum Aufstrahlen eines Wasserstrahls auf eine zu behandelnde Oberfläche mit den Merkmalen von Anspruch 1 angegeben. Das Aufstrahlen erfolgt dabei mit einem Wasserdruck von zwischen 50 und 200 bar, vorzugsweise mit zwischen 60 und 130 bar. Dieser Wasserduck wird üblicherweise pumpenseitig festgelegt. Bei dem Verfahren wird der Wasserstrahl durch ein Düsenelement abgegeben, das einen zylindrischen Düsenkörper hat. Dieser bildet einen Strömungsdurchgang für den Wasserstrahl aus. Des Weiteren hat das Düsenelement eine Düsenöffnung, die den Düsenstrahl an die Umgebung abgibt. Der zuvor erwähnte Wasserdruck liegt üblicherweise auch als Staudruck innerhalb des Düsenkörpers und in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Düsenöffnung an. Zur Durchführung des Verfahrens ist die Düsenöffnung verhältnismäßig klein gewählt, um den Wasserstrahl mit einem überschaubaren Strahlstoßdruck auf die zu behandelnde Oberfläche aufzubringen. Die kleinste Abmessung der Düsenöffnung ist bei dem Verfahren nicht mehr als 0,15 mm, vorzugsweise nicht mehr als 0,13 mm und mindestens 0,02 mm groß. Als kleinste Abmessung wird dabei im Falle einer kreisrunden Öffnung der Durchmesser, im Falle einer ovalen Öffnung der kleinste Durchmesser und im Falle einer länglichen Düsenöffnung die Breite derselben angesehen. Die Düsenöffnung hat dabei vorzugsweise eine Öffnungsfläche von nicht mehr als 1,8·10-2 mm2 bevorzugt zwischen 4,6·10-3 mm2 und 1,3·10-2 mm2. Die Düsenöffnung, gegebenenfalls auch die Geometrie des der Düsenöffnung vorgelagerten Strömungsdurchgangs ist dabei so gewählt, dass in einem Abstand von 80 mm zwischen der Düsenöffnung und der zu behandelnden Oberfläche auf der zu behandelnden Oberfläche ein Flachstrahl ausgebildet wird. Als Flachstrahl im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein Strahl verstanden, dessen Längen-zu-Breiten-Verhältnis zumindest 2,5 beträgt. Üblicherweise liegt das Verhältnis von Länge zu Breite des Flachstrahles bei zwischen 2,5 und 15, bevorzugt zwischen 4 und 10. Dieses Längenverhältnis wird von dem für die Behandlung notwendigen Strahlstoßdruckbereich des auf die Oberfläche austreffenden Flachstrahles erfüllt. Zu diesem Längenverhältnis tragen keine Tropfen oder Nebel bei, die durch Oberflächeneffekte an dem Strahl von der Oberfläche des Strahls herausgelöst und mit nur zu geringem Impuls auf die zu reinigende Oberfläche in dem besagten Arbeitsabstand auftreffen.In order to solve the procedural problem, example method for irradiating a water jet onto a surface to be treated having the features of claim 1 is specified. The blasting takes place with a water pressure of between 50 and 200 bar, preferably between 60 and 130 bar. This water pressure is usually set on the pump side. In the method, the water jet is emitted through a nozzle element which has a cylindrical nozzle body. This forms a flow passage for the water jet. Furthermore, the nozzle element has a nozzle opening which the nozzle jet gives off to the environment. The aforementioned water pressure is usually also as Dynamic pressure within the nozzle body and in the direction of flow immediately in front of the nozzle opening. To carry out the method, the nozzle opening is selected to be relatively small in order to apply the water jet with a manageable jet surge pressure to the surface to be treated. The smallest dimension of the nozzle opening in the method is no more than 0.15 mm, preferably no more than 0.13 mm and at least 0.02 mm. The smallest dimension is considered to be the diameter in the case of a circular opening, the smallest diameter in the case of an oval opening and the width of the same in the case of an elongated nozzle opening. The nozzle opening preferably has an opening area of no more than 1.8 · 10 -2 mm 2, preferably between 4.6 · 10 -3 mm 2 and 1.3 · 10 -2 mm 2 . The nozzle opening, possibly also the geometry of the flow passage upstream of the nozzle opening, is selected so that a flat jet is formed on the surface to be treated at a distance of 80 mm between the nozzle opening and the surface to be treated. In the context of the present invention, a flat jet is understood to be a jet whose length-to-width ratio is at least 2.5. The ratio of length to width of the flat jet is usually between 2.5 and 15, preferably between 4 and 10. This length ratio is met by the jet impact pressure range required for the treatment of the flat jet striking the surface. No drops or mist contribute to this aspect ratio, which are detached from the surface of the jet by surface effects on the jet and hit the surface to be cleaned at the said working distance with only too little impulse.
  • Mit dem Verfahren ist es möglich, verhältnismäßig sensible Oberflächen mit einem Wasserstrahl zu reinigen. Der Wasserstrahl kann mit Reinigungszusätzen versehen sein. Solche Reinigungszusätze können auch antibakterielle Zusätze sein, mit denen Bakterien auf der zu reinigenden Oberfläche abgetötet werden. Gegebenenfalls kann ergänzend auch ein Lichtstrahl aufgebracht werden, der Wellen in einem keimtötenden Bereich aussendet und üblicherweise im Wesentlichen parallel zu dem Wasserstrahl abgegeben wird, bevorzugt von einem Handstück ausgesandt wird, welches das Düsenelement in sich aufnimmt und gleichzeitig eine Lichtausgabeöffnung umfasst. Die Lichtquelle kann dabei in dem Handstück vorgesehen sein. Alternativ kann das ausgesendete Licht auch über einen Lichtleiter dem Handstück zugeführt werden. Die Lichtquelle sendet dabei vorzugsweise Licht mit einer Wellenlänge im ultravioletten Bereich aus. Eine solche Verfahrensführung eignet sich beispielsweise für die kosmetische Behandlung von Haut, um Unreinheiten abzulösen und gegebenenfalls auch Bakterien abzutöten.With the method it is possible to clean relatively sensitive surfaces with a water jet. The water jet can be provided with cleaning additives. Such cleaning additives can also be antibacterial additives with which bacteria on the surface to be cleaned are killed. If necessary, a light beam can also be applied, which emits waves in a germicidal area and is usually emitted essentially parallel to the water jet, preferably emitted by a handpiece that accommodates the nozzle element and at the same time includes a light output opening. The light source can be provided in the handpiece. Alternatively, the emitted light can also be fed to the handpiece via a light guide. The light source preferably emits light with a wavelength in the ultraviolet range. Such Process management is suitable, for example, for the cosmetic treatment of skin in order to remove impurities and, if necessary, also kill bacteria.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird in dem Arbeitsabstand von 80 mm auf einem Flächenanteil von zumindest 3 mm2 der zu behandelnden Oberfläche ein Strahlstoßdruck von zumindest 1.000 Pa und bevorzugt von nicht mehr als 60.000 Pa erzeugt. Oberhalb des angegebenen oberen Grenzwertes für den Strahlstoßdruck wird bei dem Verfahren eine nicht zu akzeptierende Beeinträchtigung der zu behandelnden Oberfläche befürchtet. Unterhalb des besagten Strahlstoßdrucks wird der durch die Behandlung zu erzielende Effekt nicht mehr in dem gewünschten Maß erreicht. Der angegebene Flächenanteil entspricht dabei dem Bedürfnis einer hinreichend großflächigen Reinigung der zu reinigenden Oberfläche. Der Strahlstoßdruck ist dabei derjenige Druck, der aus der Komponente der Impulskraft rechtwinklig zu der behandelnden Oberfläche auftritt und gemessen wird. Bevorzugte höhere Untergrenzen für den innerhalb Flächenanteil wirkenden Druck sind 5.000 Pa bzw. 10.000 Pa Bevorzugte tiefere Obergrenzen für den innerhalb Flächenanteil wirkenden Druck sind 40.000 Pa und 35.000 Pa. Der Flächenanteil sollte mit Blick auf eine überschaubare zu behandelnde Fläche bevorzugt nicht größer als 100 mm2, besonders bevorzugt nicht größer als 50 mm2, ganz besonders bevorzugt nicht größer als 20 mm2, und noch bevorzugter nicht größer als 12 mm2 sein.According to a preferred development of the present invention, a jet impact pressure of at least 1,000 Pa and preferably not more than 60,000 Pa is generated in the working distance of 80 mm on an area portion of at least 3 mm 2 of the surface to be treated. Above the specified upper limit value for the jet impact pressure, an unacceptable impairment of the surface to be treated is feared in the process. Below the said jet surge pressure, the effect to be achieved by the treatment is no longer achieved to the desired extent. The specified area proportion corresponds to the need for a sufficiently large-area cleaning of the surface to be cleaned. The jet impact pressure is that pressure which arises from the component of the impulse force at right angles to the surface to be treated and is measured. Preferred higher lower limits for the pressure acting within the area portion are 5,000 Pa or 10,000 Pa. Preferred lower upper limits for the pressure acting within the area portion are 40,000 Pa and 35,000 Pa. With a view to a manageable area to be treated, the area proportion should preferably not be larger than 100 mm 2 , particularly preferably not larger than 50 mm 2 , very particularly preferably not larger than 20 mm 2 , and even more preferably not larger than 12 mm 2 .
  • Praktische Versuche der Anmelderin haben ergeben, dass sich der Flachstrahl auf dem Weg zwischen der Düsenöffnung und der zu behandelnden Oberfläche mitunter aufteilt und beispielsweise zwei gegebenenfalls auch mehrere Bereiche mit einem relativ hohen Strahlstoßdruck umfasst, die zwischen sich Bereiche mit geringem Strahlstoßdruck einschließen, wobei dieser Strahlstoßdruck keine hinreichende Wirkung an der zu behandelnden Oberfläche zeigt. Dabei wird die Wirkung durch den Strahl auf der Oberfläche jedenfalls dann nicht nachteilig beeinflusst, wenn der für eine hinreichende Wirkung als notwendig erachtete Strahlstoßdruck sich außen um einen Bereich des Strahlstoßdruckprofils auf der zu behandelnden Oberfläche befindet, der einen Bereich mit niedrigeren Strahlstoßdruckwerten in sich einschließt. So wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung und mit Blick auf eine wirtschaftliche Behandlung der Oberfläche vorgeschlagen, auf der zu behandelnden Oberfläche ein Strahlstoßprofil zu erzeugen, das eine homogene, kontinuierliche, längliche und vorzugsweise linienförmige Ausbildung hat.Practical tests by the applicant have shown that the flat jet is sometimes divided on the way between the nozzle opening and the surface to be treated and, for example, comprises two possibly also several areas with a relatively high jet pressure, which include areas with low jet pressure between them, this jet pressure shows insufficient effect on the surface to be treated. In any case, the effect of the jet on the surface is not adversely affected if the jet impact pressure, which is considered necessary for a sufficient effect, is located outside an area of the jet impact pressure profile on the surface to be treated, which includes an area with lower jet impact pressure values. Thus, according to a preferred development of the present invention and with a view to an economical treatment of the surface, it is proposed to apply a jet impact profile to the surface to be treated produce that has a homogeneous, continuous, elongated and preferably linear design.
  • Praktische Versuche haben ferner gezeigt, dass es zur Ausbildung eines Flachstrahls mittels eines Sprühmediums, welches eine ähnliche Viskosität und Oberflächenspannung wie Wasser in einem Temperaturbereich zwischen 20 und 40 °C besitzt, günstig ist, innerhalb des Düsenkörpers, d.h. in dem Strömungsdurchgang und der Düsenöffnung bestimmte Reynoldszahlen für die Strömung einzuhalten. Der in den Unteransprüchen insofern gemachte Vorschlag orientiert sich an einem Druckbereich zwischen 50 und 200 bar für den Wasserdruck bei Raumtemperatur.Practical tests have also shown that it is beneficial to form a flat jet by means of a spray medium, which has a similar viscosity and surface tension as water in a temperature range between 20 and 40 ° C, inside the nozzle body, i.e. in the flow passage and the nozzle opening Reynolds numbers for the flow must be observed. The proposal made in the subclaims is based on a pressure range between 50 and 200 bar for the water pressure at room temperature.
  • Wird in diesem bevorzugten Druck- und Temperaturbereich eine Strahlbehandlung der Oberfläche mittels eines geeigneten Sprühmediums unter Einfluss der Atmosphäre erzeugt, so lässt sich mit guter Genauigkeit ein Flachstrahl mit der gewünschten Zerstäubung erzeugen. So wird mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die Reynoldszahl in dem Strömungsdurchgang eingangsseitig zwischen 450 und 28.000 und ausgangsseitig mit etwa 3.900 bis 46.000 festzulegen. Die entsprechenden Reynoldszahlen lassen sich durch fluiddynamische Analysen anhand der Geometrie und den entsprechenden Randbedingungen vorausberechnen. Für die Erzeugung der Auffächerung eines Strahls zu einem Flachstrahl ist die radiale Geschwindigkeitskomponente am Düsenaustritt maßgebend. Die Anmelderin hat bei der Vorausberechnung der Strömungseigenschaften, die bei Verfahren wirken, nummerische Strömungsberechnungen durchgeführt und dabei festgestellt, dass insbesondere für Freistrahlsimulationen die Anisotropie der Turbulenz eine wichtige Rolle spielt. Für diese Berechnungen zeigte sich das Reynolds-Stress-Turbulenzmodell BSL von Ansys CFX 14.5 hilfreich. Das Modell als solches ist beispielsweise beschrieben in (ANSYS ® Academic Research, Release 14.5, Help System, Solver Modeling Guide, ANSYS, Inc.). Für die Strömung im Düsenkörper und in der Düsenöffnung wurde das SST Turbulenzmodell von Ansys CFX 14.5 verwendet. Mit Hilfe dieses Modells lässt sich zuverlässig die radiale Geschwindigkeitskomponente ermitteln, anhand welcher das Strahlbild bestimmt werden kann. Mittels geeigneter Modelle lassen sich auch Zerstäubungsvorgänge erfassen, die den kompakten Strahl auflösen und selbst bei einem relativ geringen Arbeitsabstand von 80 mm den gewünschten Strahlstoßdruck erzeugen.If, in this preferred pressure and temperature range, a jet treatment of the surface is generated by means of a suitable spray medium under the influence of the atmosphere, a flat jet with the desired atomization can be generated with good accuracy. The present invention proposes that the Reynolds number in the flow passage be set between 450 and 28,000 on the inlet side and approximately 3,900 to 46,000 on the outlet side. The corresponding Reynolds numbers can be calculated in advance using fluid dynamic analyzes based on the geometry and the corresponding boundary conditions. The radial velocity component at the nozzle outlet is decisive for generating the fanning out of a jet to form a flat jet. The applicant carried out numerical flow calculations in the precalculation of the flow properties that are effective in processes and found that the anisotropy of the turbulence plays an important role, especially for free jet simulations. The Reynolds stress turbulence model BSL from Ansys CFX 14.5 proved to be helpful for these calculations. The model as such is described, for example, in (ANSYS® Academic Research, Release 14.5, Help System, Solver Modeling Guide, ANSYS, Inc.). The SST turbulence model from Ansys CFX 14.5 was used for the flow in the nozzle body and in the nozzle opening. With the help of this model, the radial velocity component can be reliably determined, on the basis of which the jet pattern can be determined. Using suitable models, atomization processes can also be recorded, which dissolve the compact jet and generate the desired jet impact pressure even with a relatively small working distance of 80 mm.
  • Nach den derzeitigen Überlegungen sind auch die Strömungsbedingungen von Bedeutung, die in Strömungsrichtung vor dem Düsenkörper eingestellt werden. Der Düsenkörper hat üblicherweise eine Länge von zwischen 1 und 30 mm, bevorzugt von zwischen 1 und 10 mm. Der Durchmesser des üblicherweise mit rundem Querschnitt vorgesehenen Strömungsdurchgangs kann dabei zwischen 0,15 und 0,6 mm, bevorzugt zwischen 0,25 und 0,35 mm, besonders bevorzugt bei 0,3 ± 0,05 mm liegen. Dieser Düsenkörper wird üblicherweise in einem Handstück aufgenommen, der einen zu dem Strömungsdurchgang führenden Zwischenkanal ausbildet.According to current considerations, the flow conditions that are set in the flow direction upstream of the nozzle body are also important. The nozzle body usually has a length of between 1 and 30 mm, preferably between 1 and 10 mm. The diameter of the flow passage usually provided with a round cross section can be between 0.15 and 0.6 mm, preferably between 0.25 and 0.35 mm, particularly preferably 0.3 ± 0.05 mm. This nozzle body is usually received in a handpiece which forms an intermediate channel leading to the flow passage.
  • Der Übergang zwischen dem Strömungsdurchgang und der Düsenöffnung ist vorzugsweise unstetig. So haben Versuche der Anmelderin ergeben, dass eine bevorzugte Beeinflussung des Strahls als Flachstrahl dadurch möglich ist, dass die Düsenöffnung streng zylindrisch ausgebildet ist. Auch der der Düsenöffnung vorgelagerte Strömungsdurchgang ist vorzugsweise streng zylindrisch ausgebildet. Die Düsenöffnung ist dementsprechend in einer den Strömungsdurchgang abschließenden Blende vorgesehen. Vorzugsweise ist die Düsenöffnung konzentrisch zu dem Strömungsdurchgang vorgesehen. Eine solche Ausgestaltung erlaubt auch eine kostengünstige Herstellung des zur Durchführung des Verfahrens mit dem nebengeordneten der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Düsenelements. Das erfindungsgemäße Düsenelement ist in Anspruch 1 angegeben.The transition between the flow passage and the nozzle opening is preferably discontinuous. Tests by the applicant have shown that a preferred influencing of the jet as a flat jet is possible in that the nozzle opening is designed to be strictly cylindrical. The flow passage upstream of the nozzle opening is also preferably designed to be strictly cylindrical. The nozzle opening is accordingly provided in a diaphragm closing off the flow passage. The nozzle opening is preferably provided concentrically to the flow passage. Such a configuration also allows a cost-effective production of the nozzle element proposed for carrying out the method with the subsidiary of the present invention. The nozzle element according to the invention is specified in claim 1.
  • Soweit vorstehend auf die Verfahrensdurchführung und die besonderen Bedingungen innerhalb des Düsenelementes sowie die Eigenschaften des Flachstrahles abgestellt worden sind, gelten diese Weiterbildungen in gleicher Weise für den Düsenkörper. Wenn gleich das Verfahren innerhalb des zunächst vorstehend genannten Druckintervalls von zwischen 50 und 200 bar durchgeführt werden kann, ist ein Druckbereich von zwischen 50 und 130 bar für die Verfahrensdurchführung zu bevorzugen.Insofar as the above was based on the implementation of the method and the special conditions within the nozzle element as well as the properties of the flat jet, these developments apply in the same way to the nozzle body. Even though the process can be carried out within the pressure interval of between 50 and 200 bar initially mentioned above, a pressure range of between 50 and 130 bar is preferred for carrying out the process.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird der Strahl durch eine als Breitschlitzdüse ausgebildete Düsenöffnung abgegeben und als Flachstrahl mit einer in etwa rechtwinklig zu der Längserstreckung der Breitschlitzdüse versetzten Ausrichtung auf die zu behandelnde Oberfläche aufgebracht. In der Luftstrecke zwischen der Düsenöffnung der zu behandelnden Oberfläche ergibt sich somit eine Umorientierung des Strahles.According to a preferred development of the present invention, the jet is emitted through a nozzle opening designed as a slot nozzle and applied to the surface to be treated as a flat jet with an orientation offset approximately at right angles to the longitudinal extension of the slot nozzle. This results in a reorientation of the jet in the air gap between the nozzle opening of the surface to be treated.
  • Für die Charakterisierung des erfindungsgemäßen Düsenelementes hingegen wird auf einen Wasserdruck von 130 bar abgestellt. Düsenelemente, die bei einem solchen Systemdruck respektive einem solchen Druck innerhalb des Strömungsdurchgangs die zuvor diskutierten Strahlstoßdruckwerte (minimale und maximale) sowie Strahlstoßdruckprofile auf der zu behandelnden Oberfläche bei dem genannten Arbeitsabstand von 80 mm zeigen, sind Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Düsenelementes. Es hat sich gezeigt, dass eine Vielzahl von Düsenelementen mittels fluiddynamischer Vorausberechnung und Analyse geschaffen werden können. So definiert die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße Düsenelement vornehmlich über die Parameter, die den erzeugten Flachstrahl unter den genannten Bedingungen (130 bar Wasserdruck, Arbeitsabstand 80 mm) charakterisieren.For the characterization of the nozzle element according to the invention, however, a water pressure of 130 bar is used. Nozzle elements that show the previously discussed jet pressure values (minimum and maximum) and jet pressure profiles on the surface to be treated at the mentioned working distance of 80 mm at such a system pressure or such a pressure within the flow passage are further developments of the nozzle element according to the invention. It has been shown that a large number of nozzle elements can be created by means of fluid dynamic precalculation and analysis. The present invention defines the nozzle element according to the invention primarily via the parameters that characterize the flat jet produced under the conditions mentioned (130 bar water pressure, working distance 80 mm).
  • Das Düsenelement der vorliegenden Erfindung ist danach bevorzugt so ausgebildet, dass es bei einem Arbeitsdruck von 130 bar und einem Arbeitsabstand zwischen der Düsenöffnung und der zu behandelnden Oberfläche von 80 mm auf der zu behandelnden Oberfläche einen Flachstrahl mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 2 und 6 ausbildet. Das Düsenelement wird vorzugsweise verwendet zum Debridement und so ist auch die Verwendung des hier spezifizierten Düsenelementes für das Debridement beansprucht. Die erfindungsgemäße Düse ist dabei weitaus einfacher und damit kostengünstiger herzustellen als beispielsweise die aus der EP 2 251 142 A1 vorbekannte Düse. Im Übrigen erzeugt diese vorbekannte Düse keinen Flachstrahl.The nozzle element of the present invention is then preferably designed so that at a working pressure of 130 bar and a working distance between the nozzle opening and the surface to be treated of 80 mm on the surface to be treated, a flat jet with the features of claims 1, 2 and 6 trains. The nozzle element is preferably used for debridement and so the use of the nozzle element specified here for debridement is also claimed. The nozzle according to the invention is far simpler and therefore more cost-effective to manufacture than, for example, the one from EP 2 251 142 A1 known nozzle. Otherwise, this known nozzle does not generate a flat jet.
  • Der unstetige Übergang zwischen der Düsenöffnung und dem Strömungsdurchgang lässt sich fertigungstechnisch dadurch recht einfach erzielen, dass der Düsenkörper aus Metall, insbesondere Stahl gebildet ist und dass das Düsenblech mit dem Düsenkörper verschweißt ist. Der Düsenkörper sowie das Düsenblech sind üblicherweise stoffidentisch ausgebildet. Die Düsenöffnung kann mittels Laser geschnitten oder fotolithografisch oder mittels Ätzen ausgebildet sein. Das Düsenelement mag ein Verbrauchsteil sein, sodass das Düsenelement nach einer einmaligen Benutzung verworfen wird. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn es auf hygienische Randbedingungen ankommt bzw. das Düsenelement und/oder das Handstück bei der ersten Benutzung kontaminiert wird und nicht wiederverwendet werden kann. Hygienische Bedingungen können auch bei der Behandlung von Biooberflächen bedeutsam sein. So sollte der Düsenkörper kostengünstig herzustellen sein, was mit der genannten Verschweißung eines im Grund zylindrischen Düsenkörpers mit einer Lochblende als Düsenblech gewährleistet ist. Die beiden Bauteile werden üblicherweise durch stirnseitiges Laserschweißen gegen die Oberfläche des Düsenblechs miteinander verschweißt. Eine solche Verschweißung führt zu einer fluiddichten Verbindung zwischen dem Düsenblech und dem Düsenkörper.The discontinuous transition between the nozzle opening and the flow passage can be achieved quite easily in terms of production technology in that the nozzle body is formed from metal, in particular steel, and that the nozzle plate is welded to the nozzle body. The nozzle body and the nozzle plate are usually made of identical materials. The nozzle opening can be laser cut or photolithographically or be formed by means of etching. The nozzle element may be a consumable part, so that the nozzle element is discarded after a single use. This is particularly important when hygienic boundary conditions are important or the nozzle element and / or the handpiece is contaminated during the first use and cannot be reused. Hygienic conditions can also be important when treating bio-surfaces. Thus, the nozzle body should be inexpensive to manufacture, which is ensured with the aforementioned welding of a nozzle body, which is cylindrical in base, to a perforated diaphragm as a nozzle plate. The two components are usually welded to one another by laser welding at the end against the surface of the nozzle plate. Such a weld leads to a fluid-tight connection between the nozzle plate and the nozzle body.
  • Wie bereits erwähnt, ist die Düsenöffnung vorzugsweise als Breitschlitzdüse ausgebildet. Das Verhältnis von Länge der Breitschlitzdüse zu Breite der Breitschlitzdüsen, d.h. das Länge-zu-Breiten-Verhältnis sollte bei zwischen 1 und 7 bevorzugt zwischen 3 und 4 liegen. Als Länge wird dabei die größte Erstreckung der Breitschlitzdüse verstanden. Die Breite ist die Erstreckung in einer Richtung rechtwinklig hierzu jeweils in einer Ebene, die orthogonal von der Strömung innerhalb der Düse durchsetzt ist. Mit anderen Worten das Verhältnis die Ausgestaltung des Düsenquerschnitts. Die Breite der Breitschlitzdüse liegt dabei zwischen 0,035 und 0,06 mm, bevorzugt zwischen 0,04 und 0,055 mm.As already mentioned, the nozzle opening is preferably designed as a slot nozzle. The ratio of the length of the slot nozzle to the width of the slot nozzle, i.e. the length-to-width ratio should be between 1 and 7, preferably between 3 and 4. The greatest extent of the slot nozzle is understood as the length. The width is the extension in a direction at right angles to this, in each case in a plane through which the flow inside the nozzle traverses orthogonally. In other words, the ratio to the design of the nozzle cross-section. The width of the slot nozzle is between 0.035 and 0.06 mm, preferably between 0.04 and 0.055 mm.
  • Die Anmelderin hat systematische Untersuchungen zu verschiedenen Düsengeometrien durchgeführt. Dabei wurden kreuzschlitzförmige Düsen und auch Düsen mit einer breiten, indes nicht gradlinig verlaufenden Querschnittform untersucht. Auch wurden elliptische Düsen sowie Düsenbleche mit mehreren beispielsweise in einer Reihe nebeneinander vorgesehenen Bohrungen untersucht. Es hat sich herausgestellt, dass die Strömungsbedingungen, die zuvor diskutiert wurden sind, zumindest ebenso bedeutsam für die Ausbildung eines relativ kleinen Flachstrahles in dem gewünschten Arbeitsabstand sind, wie die geometrische Ausgestaltung der Düse.The applicant has carried out systematic investigations into various nozzle geometries. Cross-slit-shaped nozzles and nozzles with a broad, but not straight-line cross-sectional shape were examined. Elliptical nozzles and nozzle plates with several holes, for example, provided in a row next to one another, were also examined. It has been found that the flow conditions that have been discussed above are at least as important for the formation of a relatively small flat jet at the desired working distance as the geometric configuration of the nozzle.
  • Es hat sich ferner ergeben, dass eine Breitschlitzdüse, deren Düsenöffnung gradlinig verlaufende Hauptseitenwände und konkav gekrümmte Seitenwände, deren Krummungsradius zumindest der halben Breite der Düsenöffnung entspricht und der nicht größer als 0,15 mm ist, aufweist einen sehr guten Flachstrahl erzeugt. Bei dieser Ausgestaltung erstrecken sich die Hauptseitenwände parallel und gradlinig zueinander. Sie enden mit konkaver Krümmung. Der Radius der Krümmung ist minimal die halbe Breite der Breitschlitzdüse. Maximal beträgt der Radius 0,15 mm. Die Düsenöffnung sollte mit Blick auf die bevorzugten Strömungsbedingungen regelmäßig versetzt zu der Innenumfangsfläche des Strömungsdurchgangs vorgesehen sein, sodass die gewünschte Unstetigkeit zwischen dem Strömungsdurchgang und der Düsenöffnung gegeben ist.It has also been found that a slot nozzle, whose nozzle opening is straight main side walls and concave curved side walls, whose radius of curvature corresponds to at least half the width of the nozzle opening and which is not greater than 0.15 mm, produces a very good flat jet. In this configuration, the main side walls extend parallel and in a straight line to one another. You end with concave curvature. The radius of the curvature is at least half the width of the slot nozzle. The maximum radius is 0.15 mm. With a view to the preferred flow conditions, the nozzle opening should be provided regularly offset from the inner circumferential surface of the flow passage, so that the desired discontinuity is given between the flow passage and the nozzle opening.
  • Es hat sich überraschenderweise auch gezeigt, dass mit einer kreisrunden Düsenöffnung mit einem Durchmesser von zwischen 0,09 und 0,12 mm ein Flachstrahl erzeugt werden kann. Entsprechendes ist auch möglich mit einem korrespondierenden mittleren ovalen Durchmesser, wobei der kleinste Durchmesser des Ovals bevorzugt zwischen 0,08 und 0,11 mm und der größere Durchmesser des Ovals nicht mehr als 1,3-fach größer als der kleinste Durchmesser sein sollte. Dabei lässt sich der Flachstrahl bevorzugt dadurch ausbilden, dass dem Düsenblech in Strömungsrichtung zumindest ein Blendenblech vorgelagert ist, dessen Blendenöffnung größer als die Düsenöffnung ist. Die Blendenöffnung sollte indes eine Düsenfläche von nicht mehr als 150% der Düsenfläche der Düsenöffnung haben. Im Falle einer rotationssymmetrischen Düsenöffnung sollte die Blendenöffnung nicht rotationssymmetrisch, allerdings konzentrisch zu dem Mittelpunkt der Düsenöffnung ausgebildet und angeordnet sein. Auch die Blendenöffnung ist vorzugsweise streng zylindrisch, sodass sich die die Blendenöffnung definierenden Wandungen rechtwinklig zu den Innen- bzw. Außenflächen des die Blende ausformenden Blendenblechs erstrecken. Bei einer kreisrunden Düsenöffnung kann die Blendenöffnung beispielsweise oval oder als Langloch ausgeformt sein, wobei das Langloch nur geringfügig breiter als der Durchmesser der Blendenöffnung ist. Die Breite des Langloches sollte zwei bis fünf Hundertstelmillimeter größer sein als der Durchmesser der Düsenöffnung.It has surprisingly also been shown that a flat jet can be generated with a circular nozzle opening with a diameter of between 0.09 and 0.12 mm. The same is also possible with a corresponding mean oval diameter, the smallest diameter of the oval preferably being between 0.08 and 0.11 mm and the larger diameter of the oval not being more than 1.3 times larger than the smallest diameter. In this case, the flat jet can preferably be formed in that at least one diaphragm plate is positioned in front of the nozzle plate in the flow direction, the diaphragm opening of which is larger than the nozzle opening. The aperture should, however, have a nozzle area of no more than 150% of the nozzle area of the nozzle opening. In the case of a rotationally symmetrical nozzle opening, the diaphragm opening should not be rotationally symmetrical, but should be designed and arranged concentrically to the center point of the nozzle opening. The diaphragm opening is also preferably strictly cylindrical, so that the walls defining the diaphragm opening extend at right angles to the inner and outer surfaces of the diaphragm plate forming the diaphragm. In the case of a circular nozzle opening, the diaphragm opening can be shaped, for example, oval or as an elongated hole, the elongated hole being only slightly wider than the diameter of the diaphragm opening. The width of the elongated hole should be two to five hundredths of a millimeter larger than the diameter of the nozzle opening.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind zwei Blendenbleche in Strömungsrichtung dem Düsenblech vorgelagert vorgesehen. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung ist jedes einzelne Blech bevorzugt mittels Laserschweißen mit der darunterliegenden Lage verbunden. Das in Strömungsrichtung erste Blech ist danach mit dem Düsenkörper verschweißt, das in Strömungsrichtung darauffolgende Blech mit dem darunterliegenden Blech, usw. Die in Strömungsrichtung hintereinander vorgesehenen Blendenbleche haben üblicherweise voneinander abweichende Blendenöffnungen. Die Blendenöffnungen sind vorzugsweise nicht rotationssymmetrisch zu der Mittellängsachse der Düsenöffnung, d.h. dem Mittelpunkt einer kreisrunden Düsenöffnung vorgesehen, jedoch punktsymmetrisch zu diesem Punkt bzw. zu dieser Achse ausgeformt bzw. angeordnet. Hierdurch kann der Strömung beim Austritt aus dem Düsenelement ein Drall aufgeprägt werden. So kann das in Strömungsrichtung erste Blendenblech mit zwei oder mehreren einander gegenüberliegenden und im Grunde ringsegmentförmig ausgebildeten Blendenöffnungen versehen sein. Diesen beiden Blendenöffnungen kann ein zweites Blendenblech folgen, das eine mittlere kreisrunde Blendenöffnung hat, von dem Schlitze abgehen, die mit den ringsegmentförmigen Blendenöffnungen fluchten. Die jeweiligen Bleche sollten eine Dicke von zwischen 0,06 und 0,20 mm haben.According to a further preferred embodiment of the present invention, two orifice plates are provided upstream of the nozzle plate in the direction of flow. As in the embodiment described above, each individual sheet is preferably connected to the underlying layer by means of laser welding. The first sheet in the flow direction is then welded to the nozzle body, the sheet following in the flow direction with the sheet below, etc. The orifice plates provided one behind the other in the flow direction usually have diaphragm openings that differ from one another. The aperture openings are preferably not rotationally symmetrical to the central longitudinal axis of the nozzle opening, ie the center of a circular nozzle opening provided, but formed or arranged point-symmetrically to this point or to this axis. As a result, a swirl can be imparted to the flow when it emerges from the nozzle element. Thus, the first diaphragm plate in the direction of flow can be provided with two or more diaphragm openings which lie opposite one another and are basically ring segment-shaped. These two diaphragm openings can be followed by a second diaphragm plate, which has a central circular diaphragm opening, from which slots extend which are aligned with the annular segment-shaped diaphragm openings. The respective sheets should have a thickness of between 0.06 and 0.20 mm.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Schlauchelement mit einem Fluidschlauch, der an einem Eintrittsende mit einem Verbindungselement zum Anschluss des Schlauchelementes an eine Pumpe und an seinem Austrittsende mit einem Handstück versehen ist, vorgeschlagen. Das Handstück ist endseitig mit dem zuvor beschriebenen Düsenelement nach einem der zuvor diskutierten Ansprüche verbunden. Dieses Schlauchelement kann als verkehrsfähige Einheit vormontiert sein, was sich insbesondere dann empfiehlt, wenn das Düsenelement aufgrund seiner geringen Größe schwer zu handhaben ist. Das Düsenelement kann in das zuvor erwähnte Handstück eingeklebt sein. Alternativ kann das Düsenelement auch zwischen einem Handstückhauptkörper und einer Endkappe geklemmt sein, die lösbar mit dem Handstückhauptkörper verbunden ist, beispielsweise über einen Bajonett- oder Schraubverschluss. Dabei übergreift die Endkappe den Düsenkörper und drückt diesen vorzugsweise gegen eine Anlageschulter, die den Zwischenkanal strömungsausgangsseitig begrenzt.The present invention also proposes a hose element with a fluid hose which is provided at an inlet end with a connecting element for connecting the hose element to a pump and at its outlet end with a handpiece. The end of the handpiece is connected to the nozzle element described above according to one of the claims discussed above. This hose element can be preassembled as a marketable unit, which is particularly recommended when the nozzle element is difficult to handle due to its small size. The nozzle element can be glued into the handpiece mentioned above. Alternatively, the nozzle element can also be clamped between a handpiece main body and an end cap, which is detachably connected to the handpiece main body, for example via a bayonet or screw lock. The end cap engages over the nozzle body and preferably presses it against a contact shoulder which delimits the intermediate channel on the flow outlet side.
  • Die vorliegende Erfindung schlägt ferner ein Handstück für ein solches Schlauchelement vor. Das Handstück zeichnet sich dadurch aus, dass es auch ohne den Fluidschlauch des Schlauchelementes hergestellt und vertrieben werden kann, um später nutzerseitig mit einem beliebigen Schlauchelement verbunden zu werden. Dazu hat das erfindungsgemäße Handstück einen Handstückhauptkörper, der eine zum Durchführen des Fluidschlauches geeignete längliche Bohrung aufweist. Der Handstückhauptkörper ist üblicherweise nach ergonomischen Gesichtspunkten geformt, sodass er zwischen den Fingern einer Hand gehalten werden kann. Der Handstückhauptkörper ist üblicherweise schlank, länglich und mit rotationssymmetrischem Querschnitt ausgebildet. Der Handstückhauptkörper trägt endseitig eine Endkappe. Diese ist üblicherweise lösbar mit dem Handstückhauptkörper verbunden. Die Endkappe schließt jedenfalls zwischen sich und dem Handstückhauptkörper ein Adapterstück ein. Diese Adapterstück ist üblicherweise aus Kunststoff ausgebildet und trägt das zuvor diskutierte Düsenelement, welches vorzugsweise aus Metall ausgebildet ist. Dieses Düsenelement ist üblicherweise mit dem Adapterstück verklebt. Das Adapterstück hat regelmäßig eine Bohrung zur Aufnahme des Düsenelementes. Desweiteren sind regelmäßig Anschlussmittel zum dichtenden Anschluss des Fluidschlauches an das Adapterstück vorgesehen. Bei einer einfachen Ausgestaltung hat das Adapterstück eine Bohrung, in welche der Fluidschlauch mit seinem freien Ende eingeführt und dort fluiddicht mit dem Adapterstück verbunden werden kann. Bei einer einfachen Ausgestaltung nach Art eines Einwegproduktes wird auch der Fluidschlauch mit dem Adapterstück verklebt.The present invention also proposes a handpiece for such a hose element. The handpiece is characterized in that it can also be manufactured and sold without the fluid hose of the hose element in order to later be connected to any hose element by the user. For this purpose, the handpiece according to the invention has a handpiece main body which has an elongated bore suitable for passing through the fluid hose. The handpiece main body is usually ergonomically shaped so that it can be held between the fingers of one hand. The main body of the handpiece is usually slim, elongated and designed with a rotationally symmetrical cross section. The main body of the handpiece has an end cap at one end. This is usually detachably connected to the main body of the handpiece. In any case, the end cap closes between itself and the handpiece main body an adapter piece. This adapter piece is usually made of plastic and carries the nozzle element discussed above, which is preferably made of metal. This nozzle element is usually glued to the adapter piece. The adapter piece regularly has a bore for receiving the nozzle element. Furthermore, connection means are regularly provided for the sealing connection of the fluid hose to the adapter piece. In a simple embodiment, the adapter piece has a bore into which the fluid hose can be inserted with its free end and connected there in a fluid-tight manner to the adapter piece. In a simple embodiment in the manner of a disposable product, the fluid hose is also glued to the adapter piece.
  • Dabei ist das Düsenelement vorzugsweise so in dem Adapterstück aufgenommen, dass das Düsenelement mit seinem freien Ende das Adapterstück überragt. In entsprechender Weise überragt das Düsenelement üblicherweise auch die das Düsenelement stirnseitig übergreifende Endkappe, sodass das Düsenelement gegenüber dieser Düsenkappe geringfügig vorsteht. Die Endkappe hat üblicherweise eine Bohrung, die von dem Düsenelement durchsetzt ist. Die Bohrung lässt aber üblicherweise einen hinreichenden radialen Abstand zu dem vorderen Ende des Düsenelementes. Es kommt vornehmlich darauf an, dass die Endkappe das Adapterstück endseitig übergreift und in axialer Richtung durch üblicherweise verschrauben der Endkappe gegen den Handstückhauptkörper das Adapterstück in axialer Richtung in dem Handstück fixiert.The nozzle element is preferably received in the adapter piece in such a way that the nozzle element projects beyond the adapter piece with its free end. In a corresponding manner, the nozzle element usually also projects beyond the end cap which overlaps the nozzle element on the front side, so that the nozzle element protrudes slightly with respect to this nozzle cap. The end cap usually has a bore through which the nozzle element passes. However, the bore usually leaves a sufficient radial distance from the front end of the nozzle element. It is primarily important that the end cap overlaps the adapter piece at the end and fixes the adapter piece in the axial direction in the handpiece by usually screwing the end cap against the main body of the handpiece.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur Herstellung eines Düsenkörpers, bei dem zumindest eine Düsenöffnung an einem Düsenblech mittels Laserschweißen ausgebildet wird. Das Düsenblech wird dabei aus einer Düsenblechplatte geschnitten, wobei Verbindungsstege zwischen dem Düsenblech, welches mit dem Düsenkörper mittels Laserschweißen verbunden wird, und dem Blechstück verbleiben. So kann das relativ kleine Düsenblech über das Blechstück gehandhabt und positioniert werden. Danach wird das Düsenblech mit dem Düsenkörper verschweißt. Dabeiwerden die verbleibenden Verbindungsstege durchtrennt, um das mit dem Düsenkörper verbundende Düsenblech von dem Halbzeug zu isolieren. Der zum Schweißen verwendete Strahl wird dementsprechend auch durch Schneiden der Verbindungsstege genutzt.The present invention finally relates to a method for producing a nozzle body, in which at least one nozzle opening is formed on a nozzle plate by means of laser welding. The nozzle plate is cut from a nozzle plate, connecting webs remaining between the nozzle plate, which is connected to the nozzle body by means of laser welding, and the piece of sheet metal. In this way, the relatively small nozzle plate can be handled and positioned over the piece of sheet metal. The nozzle plate is then welded to the nozzle body. The remaining connecting webs are cut through in order to isolate the nozzle plate connected to the nozzle body from the semi-finished product. The beam used for welding is accordingly also used by cutting the connecting webs.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
  • Figur 1a und b
    eine Längsseiten - bzw. Längsschnittansicht eines Ausführungsbei spiel eines Schlauchelementes;
    Figur 2
    das in Figur 1b mit II gekennzeichnete Detail in vergrößerter Darstellung;
    Figur 3a
    eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Düsenelementes;
    Figur 3b
    eine Draufsicht auf das vordere Düsenblech 20 nach Figur 3a;
    Figur 3c
    eine Draufsicht auf das hintere Düsenblech 24 nach Figur 3a;
    Figur 3d
    eine perspektivische stirnseitige Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels;
    Figur 4a
    eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Düsenelementes;
    Figuren 4b-4d
    Draufsichten von Düsen- und Blendenblechen des zweiten Ausführungsbeispiels;
    Figur 4e
    eine Draufsicht auf die hintereinander vorgesehenen Bleche der Figuren 4b-4d;
    Figur 5
    eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiel eines Düsenbleches mit Teilen des Düsenkörpers;
    Figur 6
    eine perspektivische Draufsicht auf einen Flachstrahl, der von dem in Figur 5 gezeigten Blendenblech abgegeben wird; und
    Figuren 6a-6c
    Profile des Flachstrahles nach Figur 6.
    The present invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawing. In this show:
    Figure 1a and b
    a longitudinal side - or longitudinal sectional view of a Ausführungsbei game of a hose element;
    Figure 2
    this in Figure 1b with II marked detail in an enlarged view;
    Figure 3a
    a longitudinal sectional view of a first embodiment of a nozzle element;
    Figure 3b
    a plan view of the front nozzle plate 20 according to Figure 3a ;
    Figure 3c
    a plan view of the rear nozzle plate 24 according to Figure 3a ;
    Figure 3d
    a perspective end view of the first embodiment;
    Figure 4a
    a side view of a second embodiment of a nozzle element;
    Figures 4b-4d
    Top views of nozzle and diaphragm plates of the second embodiment;
    Figure 4e
    a plan view of the sheets provided one behind the other Figures 4b-4d ;
    Figure 5
    a perspective view of a further embodiment of a nozzle plate with parts of the nozzle body;
    Figure 6
    a perspective top view of a flat jet, which from the in Figure 5 Shutter plate shown is dispensed; and
    Figures 6a-6c
    Profile of the flat jet according to Figure 6 .
  • Die Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Schlauchelement 2 mit einem flexiblen Fluidschlauch 4, welches einen Innendurchmesser von 0,8 mm und einen Außendurchmesser von 4 mm hat. An dem befestigungsseitigen Ende des Fluidschlauchs 4 befindet sich eine Schlauchkupplung 6, die als Aufsteckkupplung z.B. mit Bajonettsicherung zur Befestigung an einem Auslassstützen an einer nicht dargestellten Pumpe ausgebildet ist. An dem gegenüberliegenden Ende ist der Fluidschlauch 4 mit einem Handstück 8 versehen, welches aus einem Handstückhauptkörper 9 und einer Endkappe 10 gebildet ist, die endseitig unter Einschluss eines einen Düsenkörper 12 haltenden Adapterstücks 13 dem Handstückhauptkörper 9 verbunden ist. Dazu weist der Handstückhauptkörper 9 stirnseitig ein Außengewinde auf, auf welches die Endkappe 10 aufgeschraubt ist. Wie Figur 2 verdeutlicht, hat die Endkappe 10 eine stirnseitige Endfläche 10.1, die stirnseitig gegen das Adapterstück 13 anliegt und dieses in dem Handstück 8 fixiert und eine von dem Düsenkörper 12 durchragte mittlere Bohrung aufweist, die das vordere Ende des Düsenkörpers 12 mit hinreichend Spiel umgibt. An den gegenüberliegenden Enden ist die Schlauchkupplung 6 mit dem Fluidschlauch 4 verklebt.The Figure 1 shows a plan view of a hose element 2 with a flexible fluid hose 4, which has an inner diameter of 0.8 mm and an outer diameter of 4 mm. At the fastening-side end of the fluid hose 4 there is a hose coupling 6 which is designed as a plug-on coupling, for example with a bayonet lock, for fastening to an outlet support on a pump (not shown). On the opposite At the end, the fluid hose 4 is provided with a handpiece 8, which is formed from a handpiece main body 9 and an end cap 10, which is connected at the end to the handpiece main body 9 with the inclusion of an adapter piece 13 holding a nozzle body 12. For this purpose, the handpiece main body 9 has an external thread on the end face, onto which the end cap 10 is screwed. How Figure 2 clarified, the end cap 10 has an end face 10.1, which rests on the front side against the adapter piece 13 and fixes it in the handpiece 8 and has a central bore protruding through the nozzle body 12, which surrounds the front end of the nozzle body 12 with sufficient clearance. The hose coupling 6 is glued to the fluid hose 4 at the opposite ends.
  • Das Handstück 8 bildet einen Zwischenkanal aus, der vorliegend als konischer Übergangskanal in dem Adapterstück 13 ausgebildet ist. Das schlauchseitige Ende dieses Zwischenkanals 14 hat einen größeren Durchmesser als der Strömungsdurchmesser des Fluidschlauchs 4. Stromabwärts des Zwischenkanals 14 hat das Adapterstück 13 eine an den Außendurchmesser des Fluidschlauchs 4 angepasste Bohrung, in welcher der Fluidschlauch 4 mit dem Adapterstück 13 verklebt ist. Der Handstückhauptkörper 9 hat eine durchgehende Aufnahmebohrung für den Fluidschlauch 4, in welche der Fluidschlauch 4 mit Spiel gehalten ist und die so ausgebildet ist, dass sich der Fluidschlauch 4 leicht durch diese Bohrung hindurch schieben lässt. Das stromabwärtige Ende des Zwischenkanals 14 ist zylindrisch ausgeformt. Dort geht der Zwischenkanal 14 in einen Strömungsdurchgang 16 über, der durch den Düsenkörper 12 gebildet ist und zu einer Düsenöffnung 18 führt, die jeweils in den nachstehenden Figuren dargestellt und an einem Düsenblech 20 mittels Laserschneiden ausgespart ist. Der metallische Düsenkörper 12 ist in eine mit ihrem Innenumfang an den Außenumfang des Düsenkörpers 12 angepasste Bohrung des Adapterstücks 13 eingesetzt. In dieser Bohrung ist der Düsenkörper 12 mit dem Adapterstück 13 verklebt. Der Strömungsdurchgang 16 hat einen Strömungsquerschnitt, der erheblich kleiner als der stromabwärtige Durchmesser des Zwischenkanals 14 ist. So wird sicher verhindert, dass eventuell beim Fügen aus dem Spalt zwischen den beiden Umfangsflächen von Düsenkörper 12 und Adapterstück 13 herausgedrückter Kleber den Strömungsdurchgang 16 eingangsseitig verlegt. Das Adapterstück 13 ist üblicherweise aus Kunststoff ausgebildet. Die Endkappe 10 kann aus Kunststoff oder Metall ausgeformt sein. Auch das proximale Ende des Fluidschlauchs 4 ist mit der Schlauchkupplung 6 verklebt.The handpiece 8 forms an intermediate channel, which in the present case is designed as a conical transition channel in the adapter piece 13. The hose-side end of this intermediate channel 14 has a larger diameter than the flow diameter of the fluid hose 4. Downstream of the intermediate channel 14, the adapter piece 13 has a bore adapted to the outer diameter of the fluid hose 4, in which the fluid hose 4 is glued to the adapter piece 13. The handpiece main body 9 has a through-going receiving bore for the fluid hose 4, in which the fluid hose 4 is held with play and which is designed so that the fluid hose 4 can easily be pushed through this bore. The downstream end of the intermediate channel 14 is cylindrical. There, the intermediate channel 14 merges into a flow passage 16 which is formed by the nozzle body 12 and leads to a nozzle opening 18 which is shown in the following figures and is cut out on a nozzle plate 20 by means of laser cutting. The metallic nozzle body 12 is inserted into a bore of the adapter piece 13 that is matched with its inner circumference to the outer circumference of the nozzle body 12. The nozzle body 12 is glued to the adapter piece 13 in this bore. The flow passage 16 has a flow cross section which is considerably smaller than the downstream diameter of the intermediate channel 14. This reliably prevents adhesive pressed out of the gap between the two circumferential surfaces of nozzle body 12 and adapter piece 13 from laying the flow passage 16 on the inlet side. The adapter piece 13 is usually made of plastic. The end cap 10 can be formed from plastic or metal. The proximal end of the fluid hose 4 is also glued to the hose coupling 6.
  • Zum Herstellen des in Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels wird üblicherweise der Fluidschlauch 4 durch das Handstück 8 hindurch geschoben, sodass das freie Ende des Schlauchstücks den Handstückhauptkörper 9 überragt. Ein durch Verkleben von Adapterstück 13 und Düsenkörper 12 vorbereitetes Zwischenerzeugnis wird dann endseitig auf der Fluidschlauch 4 aufgeschoben und mit dem Fluidschlauch 4 verklebt. Danach wird der Fluidschlauch 4 in dem Handstückhauptkörper 9 zurückgezogen, um das Adapterstück 13 stirnseitig gegen den Handstückhauptkörper 9 anzulegen und diese Position durch Aufschrauben der Endkappe 10 zu sichern.To make the in Figures 1 and 2 In the exemplary embodiment shown, the fluid hose 4 is usually pushed through the handpiece 8, so that the free end of the hose piece protrudes beyond the handpiece main body 9. An intermediate product prepared by gluing the adapter piece 13 and the nozzle body 12 is then pushed onto the end of the fluid hose 4 and glued to the fluid hose 4. Thereafter, the fluid hose 4 is withdrawn in the handpiece main body 9 in order to place the adapter piece 13 on the end face against the handpiece main body 9 and to secure this position by screwing on the end cap 10.
  • Wie bereits erwähnt, wird das Düsenblech 20 im Grunde mit kreisförmiger Grundfläche aus einer Blech-Halbzeugplatte mittels Laserschneiden ausgeschnitten. Es verbleiben indes radiale Stege, die auch das mit der Düsenöffnung vorbereitete Düsenblech an der größeren Halbzeugplatte halten. So kann das relativ kleine Düsenblech 20 mit der Halbzeugplatte positioniert werden. Danach wird das Düsenblech 20 an den Düsenkörper 12 angeschweißt, gleichzeitig werden die radialen Stege getrennt, sodass das Düsenblech 20 mit kreisrunder Außenumfangsfläche vorliegt und bündig und absatzfrei die zylindrische Außenumfangsfläche des Düsenkörpers 12 fortsetzt. Damit ist ein mit Bezugszeichen 22 gekennzeichnetes Düsenelement geschaffen.As already mentioned, the nozzle plate 20 is basically cut out with a circular base area from a semi-finished sheet metal plate by means of laser cutting. There remain, however, radial webs which also hold the nozzle plate prepared with the nozzle opening on the larger semi-finished sheet. In this way, the relatively small nozzle plate 20 can be positioned with the semi-finished plate. Then the nozzle plate 20 is welded to the nozzle body 12, at the same time the radial webs are separated so that the nozzle plate 20 is present with a circular outer circumferential surface and continues the cylindrical outer circumferential surface of the nozzle body 12 flush and without steps. A nozzle element identified by reference number 22 is thus created.
  • Die nachstehend erläuterten Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Düsenkörper bzw. der Düsenplatten.The figures explained below show exemplary embodiments of the nozzle bodies or the nozzle plates.
  • Die Figuren 3a bis 3d zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem zylindrischen Düsenkörper 12 mit dem Strömungsdurchgang 16, der vorliegend einen Durchmesser von 0,3 ± 0,05 mm hat und kreisrund ausgebildet ist. Eingangsseitig bildet der Düsenkörper 12 eine Anlagefläche 23 zur Anlage gegen eine durch das Adapterstück 13 gebildete Ringfläche aus. Das gegenüberliegende Ende des Düsenkörpers 12 ist durch zwei Stahlplatten mit einer Stärke von jeweils 0,7 mm belegt. Dabei ist ein erstes mit Bezugszeichen 24 gekennzeichnetes Blendenblech stirnseitig mit dem Düsenkörper 12 verschweißt. Das Blendenblech 24 hat ein Langloch 25 mit einer Breite von 0,13 mm und einer Länge von 0,21 mm. Die Angaben enthalten Fertigungstoleranzen von 0,005 mm und können um ± 0,03 mm variieren, ohne von dem hier vorgestellten Konzept abzuweichen. Das mit Bezugszeichen 20 gekennzeichnete Düsenblech hat eine kreisförmige zylindrische Düsenöffnung 18 mit einem Durchmesser von 0,114 mm. Diese Düsenöffnung 18 ist konzentrisch zu dem Mittelpunkt des Langloches 25 angeordnet und ausgebildet. Die beiden Öffnungen 18, 25 haben sich parallel zueinander erstreckende Innenwände, die rechtwinklig zu den Vorder- bzw. Rückflächen der jeweiligen Bleche ausgebildet und ausgerichtet sind. So ergeben sich Absätze einerseits zwischen dem Außenumfang des Strömungsdurchgangs 16 und der mit Bezugszeichen 25 gekennzeichneten Blendenöffnung einerseits und dieser Blendenöffnung 25 und der Düsenöffnung 18. Auch das Düsenblech 20 ist mittels Laserschweißen mit dem darunterliegenden Blendenblech verbunden. Das Schweißen erfolgt jeweils stirnseitig. Die Schweißnaht ist durchgeschweißt.The Figures 3a to 3d show a first embodiment with a cylindrical nozzle body 12 with the flow passage 16, which in the present case has a diameter of 0.3 ± 0.05 mm and is circular. On the input side, the nozzle body 12 forms a contact surface 23 for contact against an annular surface formed by the adapter piece 13. The opposite end of the nozzle body 12 is covered by two steel plates with a thickness of 0.7 mm each. A first diaphragm plate, identified by reference number 24, is welded to the nozzle body 12 on the end face. The diaphragm plate 24 has an elongated hole 25 with a width of 0.13 mm and a length of 0.21 mm. The information includes manufacturing tolerances of 0.005 mm and can vary by ± 0.03 mm without deviating from the concept presented here. The nozzle plate identified by reference numeral 20 has a circular, cylindrical nozzle opening 18 with a diameter of 0.114 mm. This nozzle opening 18 is arranged and designed concentrically to the center point of the elongated hole 25. The two openings 18, 25 have inner walls extending parallel to one another, which are designed and aligned at right angles to the front and rear surfaces of the respective metal sheets. This results in paragraphs on the one hand between the outer circumference of the flow passage 16 and the diaphragm opening marked with reference numeral 25 on the one hand and this diaphragm opening 25 and the nozzle opening 18. The nozzle plate 20 is also connected by laser welding to the diaphragm plate below. The welding takes place on the front side. The weld seam is welded through.
  • Die Figuren 4a bis 4e verdeutlichen eine zweites Ausführungsbeispiel mit einem Düsenblech 20 (Figur 4d), welches eine kreisrunde Düsenöffnung 18 hat, dem zwei Blendenbleche 24 (Figur 4c) und 26 (Figur 4b) in Strömungsrichtung vorgelagert sind. Dabei ist das in Figur 4b gezeigte erste Blendenblech 26 unmittelbar mit dem Düsenkörper 12 verschweißt. Auf dieses erste Blendenblech 26 ist das zweite Blendenblech 24 aufgeschweißt. Auf dieses wiederum ist das Düsenblech 20 aufgeschweißt. Die Figur 4e zeigt eine Draufsicht auf das erste Blendenblech 26 durch den Strömungsdurchgang 16. Wie ersichtlich fluchten die beiden an dem ersten Blendenblech 26 vorgesehenen, ringsegmentförmigen Ausnehmungen 28 mit schlitzförmigen Verlängerungen 30, die von einer zentralen Bohrung 32 einer Blendenöffnung 34 abgehen, die in dem zweiten Blendenblech 24 ausgespart ist. Diese zentrale Bohrung 32 wiederum fluchtet mit der Düsenöffnung 18. Die beiden Blendenbleche 24, 26 haben eine Stärke von 0,1 mm. Das Düsenblech 20 hat eine Stärke von 0,07 mm.The Figures 4a to 4e illustrate a second embodiment with a nozzle plate 20 ( Figure 4d ), which has a circular nozzle opening 18, to which two diaphragm plates 24 ( Figure 4c ) and 26 ( Figure 4b ) are upstream in the direction of flow. This is in Figure 4b The first diaphragm plate 26 shown is welded directly to the nozzle body 12. The second diaphragm sheet 24 is welded onto this first diaphragm sheet 26. The nozzle plate 20 is welded onto this in turn. The Figure 4e shows a top view of the first diaphragm plate 26 through the flow passage 16. As can be seen, the two ring segment-shaped recesses 28 provided on the first diaphragm plate 26 are aligned with slot-shaped extensions 30 which extend from a central bore 32 of a diaphragm opening 34 in the second diaphragm plate 24 is recessed. This central bore 32 is in turn aligned with the nozzle opening 18. The two diaphragm plates 24, 26 are 0.1 mm thick. The nozzle plate 20 has a thickness of 0.07 mm.
  • Durch diese Ausgestaltung wird der durch den Strömungskanal 16 hindurch geleiteten Strömung am Ende ein Drall aufgeprägt, sodass der Düsenstrahl mit einer rotatorischen Geschwindigkeitskomponente an die Umgebung abgegeben wird.As a result of this configuration, the flow guided through the flow channel 16 is given a swirl at the end, so that the nozzle jet is emitted to the environment with a rotational speed component.
  • Die Figur 5 verdeutlicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Düsenblechs 20. Dieses ist mit einer Breitschlitzdüse 36 versehen, bei der die Düsenöffnung 18 zwei gradlinig verlaufende Hauptseitenwände, die sich parallel hierzu erstrecken, und konkav geformte Stirnwände hat. Die Stirnwände sind vorliegend mit einem Radius entsprechend der halben Breite der Breitschlitzdüse 36 ausgebildet. Die Breite B der Düsenöffnung 18 beträgt 0,05 mm. Die Länge L beträgt 0,256 mm. Auch hier können die genannten Maße um +/-25% variieren, ohne dass von dem hier diskutierten Konzept abgewichen wird. Das Düsenblech 20 hat eine Stärke von 0,20 mm. Sämtliche Ausnehmungen und Konturen sind lasergeschnitten. Das bevorzugte Verhältnis von Länge L zu Breite B liegt bei zwischen 4,3 und 6,5, vorliegend bei 5,1.The Figure 5 illustrates another embodiment of a nozzle plate 20. This is provided with a slot nozzle 36, in which the nozzle opening 18 has two straight main side walls, which extend parallel thereto, and concave end walls. In the present case, the end walls are designed with a radius corresponding to half the width of the slot nozzle 36. The width B of the nozzle opening 18 is 0.05 mm. The length L is 0.256 mm. Here, too, the dimensions mentioned can vary by +/- 25% without deviating from the concept discussed here. The nozzle plate 20 has a thickness of 0.20 mm. All recesses and contours are laser cut. The preferred ratio of length L to width B is between 4.3 and 6.5, in the present case 5.1.
  • Die Figur 6 verdeutlicht schematisch einen Flachstrahl 38, der durch die unter Bezugnahme auf die Figur 5 diskutierte Ausführungsform der Breitschlitzdüse 36 an die Umgebung abgegeben wird. Dabei verdeutlichen die Figuren 6a und 6b Schnittansichten des Flachstrahls einerseits auf Höhe der Breitschlitzdüse 36 (Figur 6a) und andererseits in einem Abstand von 80 mm von der Breitschlitzdüse. Die Ansicht ist schematisch, wobei der Querschnitt des Flachstrahls auf Höhe der Breitschlitzdüse 36 in Figur 6a in einem 40-fach größeren Maßstab als der Maßstab nach Figur 6b gezeichnet wurde. Bereits Figur 6 verdeutlicht, dass sich der an die Umgebung abgegebene Flachstrahl 38 in der Umgebung umorientiert, sodass bei einer unterstellt horizontalen Ausrichtung des Flachstrahls 38 auf der Höhe der Breitschlitzdüse 36 dieser in einem Abstand von 80 mm eine Längserstreckung in vertikaler Richtung hat. Die Breitenausrichtung des Flachstrahles 38 ist damit um 90° gedreht, wie dies die Figuren 6a und 6b verdeutlichen. Die Querschnittsform nach Figur 6b ergibt sich für einen Flachstrahl, der mit einem Winkel von 90° auf die zu behandelnde Oberfläche auftritt. Üblicherweise wird der Flachstrahl indes relativ zu dieser Oberfläche geneigt. Figur 6c verdeutlicht schematisch diejenige Fläche des Flachstrahls 38, der sich für eine wirksame Reinigung der Oberfläche nutzen lässt, bei einer Ausrichtung des Flachstrahls in einem 45° Winkel relativ zu der zu behandelnden Oberfläche.The Figure 6 illustrates schematically a flat jet 38, which by the with reference to the Figure 5 discussed embodiment of the slot nozzle 36 is released to the environment. The clarify Figures 6a and 6b Sectional views of the flat jet on the one hand at the level of the slot nozzle 36 ( Figure 6a ) and on the other hand at a distance of 80 mm from the slot nozzle. The view is schematic, the cross section of the flat jet at the level of the slot nozzle 36 in FIG Figure 6a on a 40 times larger scale than the scale according to Figure 6b was drawn. Already Figure 6 shows that the flat jet 38 emitted to the environment is reoriented in the environment, so that if the flat jet 38 is assumed to be oriented horizontally at the level of the slot nozzle 36, it has a longitudinal extension in the vertical direction at a distance of 80 mm. The width orientation of the flat jet 38 is thus rotated by 90 °, as is the case Figures 6a and 6b clarify. The cross-sectional shape according to Figure 6b results for a flat jet that hits the surface to be treated at an angle of 90 °. Usually, however, the flat jet is inclined relative to this surface. Figure 6c schematically illustrates that area of the flat jet 38 which can be used for effective cleaning of the surface when the flat jet is oriented at a 45 ° angle relative to the surface to be treated.
  • Die Figur 6b lässt erkennen, dass der sich entwickelnde Flachstrahl ein gutes Breiten-zu-Längen-Verhältnis l/b hat. Ein Flachstrahl im Sinne der Erfindung kann auch in dem Arbeitsabstand ein Strahlstoßdruckprofil mit konvexen Rändern innerhalb des wirksamen Druckprofils haben. Der auf die zu behandelnde Oberfläche mit einem Arbeitsabstand von 80 mm auftreffende Flachstrahl 38 hat innerhalb der in Figur 6b gezeigten wirksamen Fläche einen Strahlstoßdruck von zumindest 1.000 Pa, eine Länge von 9 mm und eine Breite von 2 mm. Außerhalb dieser Abmessungen führt zwar der Flachstrahl 28 Flüssigkeit mit sich. Der Strahlstoßdruck dieser äußeren Bereiche des Flachstrahls zeigt indes auf der zu behandelnden Oberfläche nicht die gewünschte Wirkung und wird den Maßen des hier interessierenden Flachstrahls nicht zugerechnet.The Figure 6b shows that the developing flat jet has a good width-to-length ratio l / b. A flat jet within the meaning of the invention can also have a jet surge pressure profile with convex edges within the effective pressure profile in the working distance. The flat jet 38 impinging on the surface to be treated with a working distance of 80 mm has within the in Figure 6b effective area shown has a jet impact pressure of at least 1,000 Pa, a length of 9 mm and a width of 2 mm. Outside of these dimensions, the flat jet 28 carries liquid with it. The jet impact pressure of these outer areas of the flat jet does not show the desired effect on the surface to be treated and is not included in the dimensions of the flat jet of interest here.
  • BezugszeichenlisteList of reference symbols
  • 22
    SchlauchelementHose element
    44th
    FluidschlauchFluid hose
    66th
    SchlauchkupplungHose coupling
    88th
    HandstückHandpiece
    99
    HandstückhauptkörperHandpiece main body
    1010
    EndkappeEnd cap
    10.110.1
    Stirnseitige EndflächeFront end face
    1212th
    DüsenkörperNozzle body
    1313th
    AdapterstückAdapter piece
    1414th
    ZwischenkanalIntermediate channel
    1616
    StrömungsdurchgangFlow passage
    1818th
    DüsenöffnungNozzle opening
    2020th
    DüsenblechNozzle plate
    2222nd
    DüsenelementNozzle element
    2323
    AnlageflächeContact surface
    2424
    BlendenblechCover plate
    2525th
    LanglochLong hole
    2626th
    BlendenblechCover plate
    2828
    ringsegmentförmige Ausnehmungenring segment-shaped recesses
    3030th
    schlitzförmige Verlängerungenslot-shaped extensions
    3232
    Bohrungdrilling
    3434
    BlendenöffnungAperture
    3636
    BreitschlitzdüseSlot nozzle
    3838
    FlachstrahlFlat jet
    4040
    HüllflächeEnvelope surface

Claims (11)

  1. Nozzle element (22) to be introduced into a handpiece (8) for emitting a water jet at a water pressure between 50 and 200 bar, which has a cylindrical nozzle body (12) forming a flow passage for the water jet, and at least one nozzle opening (18) emitting a jet stream to the surrounding area whose smallest dimension is not more than 0.15 mm
    characterized in that
    in case of a circular nozzle opening (18) with a diameter of at least 0.09 mm and maximum 0.12 mm the nozzle opening (18) is formed such that a fan jet results on the surface to be treated between the nozzle opening (18) and the surface to be treated at a water pressure of 130 bar at a working distance of 80 mm, that the nozzle body (12) has a length of between 1 and 30 mm, that the flow passage has a circular cross section and a diameter of between 0.15 mm and 0.6 mm and that the nozzle body (12) is made of steel and welded to a nozzle plate (20) forming the nozzle opening (18).
  2. Nozzle element (22) according to claim 1, characterized in that the nozzle opening (18) is embodied to be cylindrical from an inner side to an outer side of the nozzle plate (20).
  3. Nozzle element (22) according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle opening (18) is a sheet nozzle (36) having a width (B) of between 0.035 and 0.06, preferably between 0.04 and 0.055 mm.
  4. Nozzle element (22) according to claim 3, characterized in that the sheet nozzle (36) comprises straight main side walls and has a radius corresponding to at least half the width (B) which is not larger than 0.15 mm and comprises concavely bent front walls.
  5. Nozzle element (22) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the nozzle opening (18) is embodied to be circular with a diameter of between 0.09 mm and 0.12 mm, or to be oval with a corresponding mean diameter.
  6. Nozzle element (22) according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one shield plate is preceding the nozzle plate in the direction of flow whose shield opening is larger than the nozzle opening.
  7. Nozzle element (22) according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least two shield sheets are preceding the nozzle plate in the direction of flow, which have differing shield openings, which are each formed or arranged not rotationally symmetrically to a longitudinal central axis of the nozzle opening, however point-symmetrically to this longitudinal central axis.
  8. Hose element (2) with a fluid hose (4) which has, at an inlet end, a hose coupling (6) for connecting the hose element to a pump and, at its outlet end, a handpiece (8) which is connected to a nozzle element (22) according to one of claims 1 to 7 at the end side.
  9. Handpiece (8) for a hose element according to claim 8 with a handpiece main body (9) comprising an oblong bore for receiving the fluid hose (4) and carrying an end cap (10) at the end side which encloses an adapter piece (13) between itself and the handpiece main body (9) which is connected to a nozzle element (22) according to one of claims 1 to 7.
  10. Handpiece according to claim 9, that the nozzle element (22) and the fluid hose (4) are tightly connected to the adapter piece (13), in particular glued together.
  11. Method of manufacturing a nozzle element (22) according to one of claims 1 to 7, embodying at least one nozzle opening (18) at a nozzle plate (20) by means of a laser, thereby cutting a nozzle plate (20) out of the nozzle sheet plate, leaving connection webs between the nozzle plate (20) and the nozzle sheet plate for positioning the nozzle plate (20) via the nozzle sheet plate and then welding the nozzle plate (20) to the nozzle body (12) thereby cutting the remaining connection webs.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004014460A2 (en) * 2002-07-12 2004-02-19 Andreas Pein Surgical device for removing tissue cells from a biological structure especially for liposuction

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3437274A (en) * 1966-07-26 1969-04-08 Edward W Apri Liquid spray apparatus
JPS5460448A (en) 1977-10-21 1979-05-15 Hitachi Ltd Collecting resistance and its preparation
JPS56130338A (en) 1980-03-18 1981-10-13 Ricoh Kk Manufacture of liquid injecting head
JPH0737199B2 (en) * 1985-04-02 1995-04-26 株式会社ジェイエスイー How to remove surface deposits
JPH0529695Y2 (en) 1988-03-29 1993-07-29
JP2931936B2 (en) 1992-01-17 1999-08-09 株式会社日立製作所 Method for manufacturing lead frame for semiconductor device, lead frame for semiconductor device, and resin-sealed semiconductor device
CN1149342C (en) * 1997-08-15 2004-05-12 株式会社富士金 Orifice for pressure type flow rate control unit and process for manufacturing orifice
US6375635B1 (en) 1999-05-18 2002-04-23 Hydrocision, Inc. Fluid jet surgical instruments
DE19928441B4 (en) * 1999-06-23 2011-08-18 MAP Medizin-Technologie GmbH, 82152 Measuring element and measuring device for recording respiratory data
CA2484061C (en) 2001-04-27 2008-07-15 Hydrocision, Inc. High pressure pumping cartridges for medical and surgical pumping and infusion applications
US6920749B2 (en) * 2002-03-15 2005-07-26 Parker-Hannifin Corporation Multi-function simplex/prefilmer nozzle
GB0218765D0 (en) 2002-08-12 2002-09-18 Rue De Int Ltd Gravure printing plate
US8162966B2 (en) 2002-10-25 2012-04-24 Hydrocision, Inc. Surgical devices incorporating liquid jet assisted tissue manipulation and methods for their use
JP2004353661A (en) 2003-05-01 2004-12-16 Hitachi Car Eng Co Ltd Fuel injection valve and cylinder injection type internal combustion engine having it
DE102004021035B3 (en) 2004-04-07 2005-11-17 Erbe Elektromedizin Gmbh Apparatus for waterjet surgery
US7389952B2 (en) * 2004-08-04 2008-06-24 Continental Automotive Systems Us, Inc. Deep pocket seat assembly in modular fuel injector with unitary filter and O-ring retainer assembly and methods
DE202004014104U1 (en) * 2004-09-08 2004-12-16 Human Med Ag Surgical device for removing tissue cells from a biological structure
US20070075158A1 (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Pelletier Robert R Nozzle assembly
JP4077004B2 (en) * 2005-10-27 2008-04-16 三菱電機株式会社 Fuel injection valve device
DE102006053609A1 (en) 2006-11-14 2008-05-15 Erbe Elektromedizin Gmbh Medical pump
CN101267466B (en) 2008-04-15 2011-07-27 捷开通讯(深圳)有限公司 A sliding rail structure for sliding cover mobile phone and its realization method
DE102008025233A1 (en) 2008-05-27 2009-12-03 Erbe Elektromedizin Gmbh Water jet surgical instrument for resection of tumor tissue in gastrointestinal tract, has jet-forming device arranged relative to nozzle such that fluid jet is adjusted by device with respect to expansion angle and/or discharge energy
EP2251142B8 (en) 2009-05-11 2014-07-16 Medaxis Ag Disposable nozzle
US20100286636A1 (en) * 2009-05-11 2010-11-11 Medaxis Ag Disposable nozzle
DE102009041167A1 (en) 2009-09-11 2011-03-31 Erbe Elektromedizin Gmbh Multifunctional element and method for preventing the carbonization of tissue by means of a multifunctional element
US8337175B2 (en) 2009-12-22 2012-12-25 Smith & Nephew, Inc. Disposable pumping system and coupler
JP5862020B2 (en) 2011-02-28 2016-02-16 セイコーエプソン株式会社 Fluid ejection device
EP2711545A1 (en) 2012-09-19 2014-03-26 Erbe Elektromedizin GmbH Pump unit for water jet surgery
PL2722008T3 (en) * 2012-10-16 2018-07-31 Erbe Elektromedizin Gmbh Nozzle for feeding of biological material, in particular cells, medical device having such a nozzle, use of a nozzle, method for mixing fluids and apparatus
WO2015032866A1 (en) * 2013-09-06 2015-03-12 Medaxis Ag Handpiece for cleaning wounds

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004014460A2 (en) * 2002-07-12 2004-02-19 Andreas Pein Surgical device for removing tissue cells from a biological structure especially for liposuction

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Publication number Publication date
US20160346794A1 (en) 2016-12-01
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